Adv. Sci:通过铜掺杂氧化铈增强类酶活性揭示 Ros 转化用于肿瘤纳米催化治疗

概要

纳米酶催化治疗癌症已成为热门话题之一，而治疗效果与其催化效率高度相关。四川大学罗奎研究员报道了三种不同结构和晶面的掺铜 CeO2 支持物，以实现双酶模拟催化活性，即超氧化物歧化酶（SOD）将超氧自由基还原为 H2O2，以及过氧化物酶（POD）将 H2O2 转化为 ∙OH。线状 CeO2/Cu-W 具有最丰富的表面氧空位和较低的氧空位（Vo）形成能，从而可以消除细胞内的活性氧自由基（ROS），并通过级联反应不断转化为 ∙OH。此外，线状 CeO2/Cu-W 在酸性细胞内环境中显示出最高的毒性 ∙OH 生成能力，可诱导乳腺癌细胞死亡和促凋亡自噬。因此，线状 CeO2/Cu 纳米粒子作为一种人工酶系统，在干预癌细胞内 ROS 方面具有巨大潜力，可实现有效的纳米催化治疗。

要点1

SEM and TEM images of CeO2/Cu-W a–c), CeO2/Cu-C d–f), and CeO2-C g–i).

a) 在 50 mV s-1 的扫描速率下，NWs、NPs 和 NSs 在 Ar 饱和 KOH (1.0m) 中的 C-V 曲线。b-d) 插图中 CeO2/Cu-W (b)、CeO2/Cu-C c) 和 CeO2/Cu-O d) 的 OH- 吸附峰与相应的晶面比例拟合。e) CeO2/Cu-W、CeO2/Cu-C 和 CeO2/Cu-O 的 EPR 光谱；f,g) CeO2/Cu 的 Ce 3d f) 和 Cu 2p3/2 g) 的 XPS 特性；h) Cu K 边的 XANES 光谱；i) R 空间中相应的 K3 加权傅立叶变换 (FT) 光谱。

a-c) 不同形状的 CeO2/Cu/TMB/H2O2（pH 值为 4.4、5.0 和 6.0）体系在 650 纳米波长处的时间吸光度变化。d-f) 不同样品在 540 纳米波长处的归一化时间吸光度变化。

通过 DFT 计算分析 CeO2 中 O 空位的形成机理。

要点2

a) MDA-MB-231 细胞与不同 CeO2/Cu 纳米颗粒培养 24 小时后的细胞活力。b) MDA-MB-231 细胞在不同处理 24 小时后的细胞凋亡和线粒体膜电位变化。d) MDA-MB-231 细胞与 CeO2/Cu-W、CeO2/Cu-C 或 CeO2/Cu-O共孵育 6 小时后的细胞内 Ce。e) 接触 CeO2/Cu 纳米颗粒不同时间后细胞内 ROS 的定量分析。PBS 处理的细胞作为对照。**DCF 荧光（绿色）表示细胞内 ROS，Hoechst 33342（蓝色）表示细胞核。

a) Rapa（50 nm）、CeO2/Cu-W、CeO2/Cu-C 或 CeO2/Cu─O（100 µg mL-1）暴露 24 小时后，AO 染色的 MDA-MB-231 细胞的 CLSM 图像和 b) FACS 分析。e) 用 PBS、CeO2/Cu-W、CeO2/Cu-C 或 CeO2/Cu-O（100 µg mL-1）处理 24 小时的细胞的超微结构分析 TEM 图像（红色箭头：典型的自噬空泡；绿色箭头：CeO2/Cu 纳米颗粒）。

a) 不同组合处理 MDA-MB-231 细胞 48 小时后的细胞死亡率。CeO2/Cu 纳米颗粒：b) 相对肿瘤体积和 c) 肿瘤生长抑制（TGIs）。d) 用 H&E、Ki-67 和 TUNEL 检测肿瘤组织的组织学和免疫组化图像。

参考文献

https://doi.org/10.1002/advs.202307154

转自：“NANO学术”微信公众号

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